油田化學添加劑應用案例

2022年，面對新冠肺炎疫情的影響，西北油田完井管理中心完成了24個項目，包括油井控制設備和重油堵塞管道清理，節省了採購成本1368.3萬元。

石油管道在使用過程中，由於蠟、聚合物和鹽等物質的作用，管道直徑會逐漸變窄，導致原油流量減少，進而影響原油產量。因此，鑽井公司通常每年會對管道進行一次清洗。在處理完管道接頭的焊接後，必須將管道清洗。

一般情況下，用作輸油管的鋼管內外表面都會出現鏽蝕。如果不進行清理，鏽蝕會污染使用後的液壓油，影響液壓設備的正常運作。因此，必須透過酸洗去除管道內表面的鏽蝕。酸洗還可以去除管道外表面的鏽蝕，有助於在管道外表面塗上防銹漆，從而提供持久的防腐保護。酸洗通常使用濃度為0%至15%的酸溶液。友竹公司提供腐蝕抑制劑產品：UZ CI-180，一種適用於油田的耐高溫酸洗腐蝕抑制劑。在酸洗或酸蝕過程中，酸會腐蝕鋼材，高溫下腐蝕速率和範圍會大大增加，因此，在油田生產中，高溫管道的防腐尤為重要，這不僅關係到油田開採的效益，也與生產安全息息相關。管道和設備的酸蝕程度取決於接觸時間、酸濃度和溫度等因素。 UZ CI-180 具有優異的耐高溫性能，在高達 180°C (350°F) 的溫度下，向酸液中添加 UZ CI-180 可顯著降低高溫下酸對井底鋼材的腐蝕作用。優珠公司在管道清洗、鑽井液配製和設備維護等領域的專案獲得了西北油田管理中心的高度認可。

位於東營市東三路的豐業1-10HF井是首口突破20天鑽井週期限制的頁岩油水平井，提前24天完工。該井是國家能源局批准的三個國家級頁岩油示範區之一，也是中國首個陸相斷層盆地頁岩油國家級示範區。提前24天完工，節省了1000多萬元的成本。

由於距離僅400公尺處有一口正在壓裂的井，且靠近礫石岩層邊界，豐業1-10HF井面臨水侵入、溢流和漏失的風險。此外，井底高溫也對各種儀器提出了挑戰。專案團隊專注於工程技術支援和解決關鍵技術難題，成功克服了難以預測強非均質性甜點、儀器在高溫高壓下的局限性以及鑽井液漏失和湧入並存等難題。

他們研發並應用了一種合成基泥漿體系來提高流動性。其中，由友竹公司研發的TF FL WH-1水泥濾失添加劑，可在頁岩井筒表面形成高品質的薄膜，防止鑽井液濾失進入地層。 TF FL WH-1適用於井底循環溫度（BHCT）在60℉（15.6℃）至400℉（204℃）之間的油井。

TF FL WH-1 可將 API 濾失量控制在 36 cc/30 分鐘以下，同時有效抑制地層氣體逸出。通常，大多數鑽井液需要添加 0.6% 至 2.0% 的井油含量 (BWOC)。其常用添加量低於 0.8% 井油含量 (BWOC)，保護油藏並穩定井眼。這能有效密封頁岩孔隙和微裂縫，防止鑽井液濾液滲入，降低孔隙壓力傳遞，顯著增強鑽井液的抑制效果。

現場應用結果表明，高性能水基鑽井液具有很強的抑制性，可提高機械鑽井速度，在高溫下穩定，可保護油藏，並且對環境友好。

2022年2月，中石化位於侏羅系河道砂岩油氣藏的巴中1HF井創新地提出了「壓裂、自吸、關井一體化」壓裂設計概念。此理念旨在應對緻密河道砂岩儲層和高地層壓力係數的特性。優化後的壓裂技術，包括“緊切+臨時封堵轉流+高強度加砂+自吸增油”，顯著提高了地下油氣的流動能力，建立了一種新的壓裂模式，為水平井大規模壓裂提​​供了參考。

友卓公司在壓裂液中添加的高溫防漏劑、高溫防塌塞劑和高溫流量調節劑，有效克服了地層孔隙壓力、井筒應力和岩石強度等因素造成的壓力和漏失難題。其源自西南石油大學的特殊凝膠封堵技術，使特殊凝膠在進入漏失層後自動停止流動，填充裂縫和空隙，形成“凝膠塞”，將內部地層流體與井筒流體隔離開來。此技術對裂縫性、多孔性、破碎性地層中漏失嚴重且返排量極小的壓裂作業特別有效。

2023年5月30日上午11時46分，中國石油天然氣集團公司（中石油）塔里木油田神地特克1井正式開鑽，標誌著中國開啟了探索萬米深超深地質工程科學的旅程。這不僅是中國深層地球工程發展史上的里程碑，更是中國深層地球探勘技術取得重大突破、邁入「萬米鑽探時代」的開端。

神地特克1號井位於新疆阿克蘇地區沙雅縣，位於塔克拉瑪乾沙漠腹地，是中石油在塔里木油田的一項重大“深地工程”，毗鄰富滿超深油氣區（深度8000米，儲量10億噸）。該井設計深度11100米，計畫鑽完工期457天。 2024年3月4日，神地特克1號井鑽井深度突破10,000米，成為世界第二口、亞洲第一口垂直鑽井深度突破10,000公尺的井。這一里程碑標誌著中國已自主克服了鑽探如此規模超深井的技術挑戰。

萬米深鑽井是油氣工程技術領域最具挑戰性的領域之一，有許多技術瓶頸。它也是衡量一個國家工程技術和設備能力的重要指標。面對極端的井下溫度和壓力條件，高溫鑽井液、耐高溫馬達和定向鑽井技術取得了顯著進展。岩心取樣和電纜測井設備、175兆帕超高壓裂車以及壓裂液設備也取得了突破性進展，並成功進行了現場測試。這些發展催生了多項關鍵技術，為安全且有效率地鑽探和完井超深井奠定了基礎。

本專案鑽井液系統針對特定的高溫高壓環境，開發了性能優異的降濾失劑和緩蝕劑，這些添加劑在高溫下仍能保持良好的流變性能，且易於調節和維護。此外，黏土控制添加劑還增強了超高溫條件下黏土顆粒的脫水能力，從而提高了鑽井液的適應性和穩定性。

吉木薩爾頁岩油是中國首個國家級陸地頁岩油示範區，位於準噶爾盆地東部，面積1,278平方公里，資源儲量估計為11.12億噸。 2018年，吉木薩爾頁岩油大規模開發啟動。今年第一季度，新疆吉木薩爾國家級陸地頁岩油示範區頁岩油產量達31.5萬噸，創歷史新高。示範區正加快頁岩油儲量和產量的提升，計畫在2024年完成100口鑽井和110口壓裂井的建設。

頁岩油是指附著在頁岩層或裂縫中的石油，是開採難度最高的石油類型之一。新疆頁岩油資源豐富，勘探開發前景廣闊。中國已將頁岩油資源確定為未來石油替代的關鍵領域。新疆油田集慶油田作業區地質研究中心二級工程師吳成梅解釋說，吉木薩爾頁岩油一般埋藏在地下3,800公尺以上。深埋地下且滲透率極低，使得頁岩油的開採難度堪比從磨刀石上取油。

中國陸上頁岩油開發普遍面臨四大挑戰：一是頁岩油密度相對較高，流動性差；二是甜點區面積小且難以預測；三是黏土含量高，壓裂難度大；四是頁岩油分佈不均，作業複雜。這些因素長期以來限制中國陸上頁岩油的大規模高效開發。本工程採用一種新型添加劑處理壓裂返排液，以減少污染並回收利用，使其重新轉化為壓裂液。此方法於2023年在9口井進行了試驗，取得了良好的效果。截至2024年6月，本計畫將再生壓裂液應用於大規模壓裂作業。

本計畫的主要地層由煤層、灰褐色泥岩層組成，均為水敏性地層。在吉木薩爾頁岩油區塊，二號井的裸眼井段較長，地層浸泡時間也較長。若採用水基鑽井液，易發生井壁坍塌失穩，而油基鑽井液不會造成水化作用。油包水乳化鑽井液在穩定狀態下也不會造成水化作用，因此油性鑽井液不會產生水化膨脹壓力。經研究，最終採用油基鑽井液體系，其防坍塌原理和措施如下：1. 化學抑制：控製油水比在80:20以上，減少水相侵入地層，有效防止煤層和高水敏性地層的膨脹和坍塌。 2. 物理性封堵：在薄弱地層中預先添加鈣質材料等加重劑，提高地層承載力，防止井漏。 3. 機械支撐：控制密度高於1.52g/cm³，在增壓段中逐步增加密度至設計極限值1.58g/cm³。友竹公司生產的加重劑可達到預期效果，確保鑽井和完井工程順利成功完成。